Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Knudsen gas Een gas bij een zo lage dichtheid dat intermolekulaire botsingen kunnen worden verwaarloosd.

Presentatie over: "Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Knudsen gas Een gas bij een zo lage dichtheid dat intermolekulaire botsingen kunnen worden verwaarloosd."— Transcript van de presentatie:

1 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Knudsen gas Een gas bij een zo lage dichtheid dat intermolekulaire botsingen kunnen worden verwaarloosd.

2 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Effusie 1 Alle molekulen vliegen rechtstreeks van wand tot wand. Deeltjes ontsnappen uit vat als ze precies naar de uitgang vliegen: Effusie

3 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Effusiestroom 1 A  vtvt Stappen bij berekening effusiestroom: –Hoeveel molekulen treffen de opening onder een hoek  met de normaal, met snelheid v, in tijdsinterval  t? Bekijk gebiedje met oppervlak A met daarop scheve cylinder. –Aantal is: Volume cylinder  dichtheid van deeltjes in goede richting.

4 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Effusiestroom 2 Scheiding van variabelen: Alle molekulen meenemen: Bepalen hoekverdelingsfunctie:

5 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Effusiestroom 3 Aantal molekulen dat onder hoek  op oppervlak A in tijd  t afstevent: Partiële stroomdichtheid: Integreren over hoek

6 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Impulsstroom 1 A  vtvt Stappen bij berekening impulssstroom: –Hoeveel molekulen treffen de opening onder een hoek  met de normaal, met impuls mv, in tijdsinterval  t? Bekijk gebiedje met oppervlak A met daarop scheve cylinder. –Aantal is: Volume cylinder  dichtheid van deeltjes in goede richting.

7 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Impulsstroom 2 Hun impuls is: De impuls van de deeltjes die in de goede richting bewegen is gelijk aan: De partiële impulsstroomdichtheid is dan

8 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Impulsstroom 3 Totale impulsstroomdichtheid:

9 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Gemiddelde vrije weglengte in Knudsen gas Vat met volume V, oppervlak A, met N deeltjes, bewegend met gemiddelde snelheid: Lengte spoor in tijd  t : Aantal wandbotsingen: Gemiddelde afstand per botsing:

10 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Leegstromen van een vat A

11 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde Twee reservoirs, gevuld met hetzelfde gas, bij temperaturen T 1 en T 2. Verbonden door opening met oppervlak A. De netto deeltjesstroom is nul, dientengevolge ontstaat er een drukverschil! T1T1 T2T2 Thermo-molekulair drukverschil